挠性机器人机构频率分析的自由子结构法

频率分折对于设计出好的动力学和控制性能的机器人有重要意义。机器人关节是一种复杂连接,不能用常规的子结构法分析。本文将双协调动态子结构法和中用于连接件耦台系统的模态综合法相结合,当子结构模态分析完成后,先实现系统方程的弹性耦合,再利用位移和对接力协调关系进行系统方程装配和座标缩减。用带有集中质量的空间梁单元模拟结构,子结构全为悬浮体,在局部座标系中求出刚体模态、保留主模态和剩余惯附模态。全部过程编成计算机程序。实例计算表明了该法的有效性。     

基于MEMS技术的复合型智能传感器设计

把微机电系统(MEMS)技术的加速度敏感元件和微处理器有机结合,借助智能算法,设计了一种多功能的复合传感器,可同时测量运动物体的的振动、冲击和倾斜角度。试验表明:该传感器能够足够同时精确地检测运动物体的振动、冲击和倾斜角度信息,用于汽车中时,能够及时检测汽车的动态信息与车体的姿态。     

跟踪式偏振光三角法测头

针对三角法测量的不足，设计了一种跟踪式偏振光三角法测头。对三角测量法的理论分析表明减小测量范围能提高测量精度。测头结合表面跟踪方法与三角测量法，跟踪使测量范围不受限制；仅在小范围内进行三角法测量，测量精度大大提高。对金属表面的反射特性进行了分析和推导，得出镜面反射与漫反射具有不同的偏振特性。通过偏振滤光减少了镜面反射光对测量的影响，从而降低了对被测表面材质的要求。本文给出了测头结构和工作原理。试验表明，测头能测量镜面反射较强的金属表面，测头可自动跟踪表面，并可结合测距仪实现表面形状的高精度测量。     

微型智能低空速传感器的设计

利用大气中的两个物理参量大气静压力、大气动压力和空速的关系,分别用两个高精度压阻式绝对压力传感器对大气静压力和大气动压力进行测量,再用温度传感器对两个绝对压力传感器的测量值进行温度修正,将修正值作为多层感知机神经网络的输入,空速值作为输出.对标准或实验数据采用动批量法进行网络训练,得到网络各层的权值和偏置值,由此可以确定在任意静压力和动压力输入作用下,网络输出估计的空速值,最后借助数字信号处理器芯片实现微型智能低空速传感器的设计.实验结果表明通过训练、学习的传感器具有更高的精确度,同时能够很好地抑制时间漂移.并且很好地解决了低空速测量误差大的问题.     

疲劳载荷的平均处理及再现

以300t转炉吹炼时耳轴的实测切应力为例, 通过分析载荷幅值和均值的统计特性, 提出了一种随机疲劳载荷的平均处理方法, 并使用Monte carlO法实现了平均载荷的再现。     

基于改进的超球支持向量机的有杆抽油泵故障诊断研究

针对神经网络对有杆抽油泵系统进行故障诊断存在的缺陷以及支持向量机在大规模训练样本或训练样本严重不平衡时的多分类问题求解中能效不足,提出了基于改进分类策略的超球支持向量机多分类算法。赋予3种工作集选择方式的贯序最小优化算法用于支持网格搜索模型以便进行参数寻优,避免了参数选择的盲目性和随意性。根据训练样本规模适时引入核缓存技术和上三角矩阵策略,使得寻优耗时减少。开发了基于Java语言、功能完备的超球支持向量机工具箱HSSVM-1.17。利用HSSVM-1.17对抽油泵工况进行了多分类仿真试验,并与BP神经网络、支持向量机方法加以比较。试验结果表明:改进后的超球支持向量机算法理论严谨、参数寻优迅速、分类精度高、自适应好,适用于采油工程领域中大规模复杂的故障诊断问题。     

连铸板坯的粘弹性板模型及鼓肚变形分析

从坯壳材料的粘弹性 (Maxwell模型 )畸变关系和弹性体变关系出发 ,建立了连铸板坯鼓肚变形的粘弹性薄板计算模型。根据弹性—粘弹性的相应原理 ,得到了板坯鼓肚变形的解析解。与宝钢板坯连铸机鼓肚变形的设计公式及现有的其他公式相比 ,该解包含有弹性变形、粘性变形和弹性、粘性的耦合变形 ,能求出在任一时刻板坯内任一点的弯曲变形及鼓肚变形 ,并讨论了材料的松弛时间对板坯鼓肚变形的影响     

混合Beta分布下高速列车轴承的可靠性寿命评估

由于高速列车轴承造价昂贵、精度和可靠性要求极高等问题,在进行可靠性寿命试验时,只能做极小样本、短时间内的定时截尾寿命试验。为有效的对其进行可靠性评估,采用不完全混合Beta分布作为轴承累积失效概率的先验分布,结合多层Bayes可靠性评估方法,求解出极小样本无失效情况下的高速列车轴承可靠性数学模型。通过计算,在给定的可靠性指标要求下,所得结论符合实际情况,且采用不完全混合Beta分布作为先验信息的评估方法较传统Bayes方法具有明显的合理性。     

高速电主轴动态非接触电磁加载研究

针对高速电主轴接触式加载存在结构复杂、磨损及振动大等问题,提出一种非接触式电磁加载方法。该方法中动态电磁力可模拟主轴实际切削力载荷,实现高速电主轴动态非接触加载。利用电磁理论建立了非接触电磁加载模型,分析了电磁力的影响因素。解决了实现电磁加载的关键技术,并完成加载实验台整体设计。在转速为9 000 r/min、励磁电流为40 mA的加载条件下,针对170MD18Y16型磨削电主轴进行了动态加载实验,并对比了励磁电流和转速变化时动态电磁力的理论和实测值。结果表明,动态加载理论值与实测值变化一致,二者误差较小,验证了动态非接触电磁加载方法的有效性,且改变励磁电流和转速可实现不同条件的加载。     

考虑关节摩擦的3-UPS/PU并联机构模糊自适应滑模控制

为克服3-UPS/PU并联机构关节摩擦力突变现象带来的跟踪畸变问题,设计了一种模糊自适应滑模控制方法。首先在机构动平台工作空间内建立该机构的整体动力学模型。针对切换型滑模控制驱动力抖振以及自适应滑模控制(ASMC)对摩擦突变较敏感的不足,提出一种模糊自适应滑模控制(FASMC)方法,该方法以自适应理论为基础,可以在线估计包括摩擦在内的系统模型不确定项,自适应增益通过模糊逻辑系统实现了动态调整,相比ASMC可以更准确地逼近摩擦的变化情况,从而更有效地抑制摩擦力突变影响,增强了系统鲁棒性。由于无需依赖具体的摩擦模型以及简单的控制结构,FASMC适用于并联机构这类复杂不确定系统。仿真结果显示,所采取的控制方法能有效估计并克服机构摩擦干扰,提高了机构的控制精度,而且驱动力没有出现抖振现象。